水分对煤力学性能及冲击能量指数的影响研究

作者

张俊杰袁新立张汉桥陈毅韩国庆年国兴
单位

黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司辽宁工程技术大学安全科学与工程学院黑龙江龙煤鹤岗矿业有限责任公司俊德煤矿
摘要

煤的破坏是能量驱动下的一种失稳现象，为探究水分对煤破坏过程中能量积聚与耗散的影响，开展了不同含水状态煤样的单轴压缩试验，并基于此对煤的力学性能及冲击能量指数进行分析。结果表明：随含水率的增加，煤样单轴抗压强度和弹性模量显著降低；煤样的初始压密阶段、塑性变形破坏阶段及峰后破坏阶段在全应力-应变过程中的占比均增大，线弹性阶段占比减小；煤样峰前积聚变形能减小，峰后损耗变形能升高，冲击能量指数降低；含水率增加使煤样由劈裂破坏转变为剪切破坏，在破坏时崩落的碎块粒径变大，碎块数量减少，破坏声响减弱；饱水状态下煤样较干燥状态煤样单轴抗压强度、冲击能量指数及冲击能量速度指数分别下降35.32%、86.07%、99.63%；采用煤层注水工艺能有效降低煤层冲击倾向性。
关键词

水分冲击倾向性单轴抗压强度冲击能量指数破坏形式
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目（51704147）；辽宁省教育厅科学研究资助项目（LJKZ0345）；
文章目录

1 试验方案
1.1 试件选取及制备
1）干燥煤样制备。
2）自然煤样制备。
3）饱水煤样制备。
1.2 试验加载设备及步骤
2 试验结果
2.1 不同含水状态煤样全应力-应变特征
1）初始压密阶段（Ⅰ）。
2）线弹性变形阶段（Ⅱ）。
3）塑性变形破坏阶段（Ⅲ）。
4）峰后破坏阶段（Ⅳ）。
2.2 水分对煤样单轴抗压强度影响
2.3 水分对煤动态破坏时间（DT）影响
2.4 水分对煤冲击能指数及冲击能速度指数影响
2.4.1 冲击能量指数
2.4.2 冲击能量速度指数
3 不同含水状态煤样破坏形式
4 讨论
5 结论
引用格式

张俊杰,袁新立,张汉桥等.水分对煤力学性能及冲击能量指数的影响研究[J].煤矿安全,2023,54(07):26-33.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.07.004.
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这篇文章属于“煤矿冲击地压灾害治理”专题（13篇）